来源：x-mol
氧化物负载贵金属纳米颗粒是一类典型的多相催化剂结构，其中pt/ceo2体系因同时具备pt高活性与ceo2卓越的储放氧性能，广泛应用于汽车尾气净化三元催化（twc）、水煤气变换（wgs）等多类氧化/还原反应。为了获得更高活性并降低贵金属用量，实际催化剂往往倾向于使用尺寸更小、分散度更高的金属纳米颗粒，然而却面临因纳米颗粒高表面能、在高温或还原性工况下容易发生团聚烧结而失活的问题。已有前期研究表明，在twc等高温 (> 500 ℃) 应用中，负载金属团聚失活主要由颗粒迁移并合（pmc）机制主导，因此深入理解并有效调控金属颗粒在ceo2表面上的迁移行为是提升pt/ceo2稳定性的关键。诸多研究聚焦通过改变金属-载体相互作用（msi）来提升负载金属热稳定性，并获得了符合sabatier原则“既不太强也不太弱”msi最有利于提高催化剂稳定性的认识，然而原理明确的稳定性增强机制和便捷可行的调控策略仍十分匮乏。
本研究通过大规模基于量化计算的aimd模拟、迁移路径搜索、电子结构分析，确立了苛刻工况下负载pt团簇的热力学稳定几何结构及特征，并揭示其在ceo2表面最优的o-path整体迁移路径，理论研究发现pt/ceo2进行ge掺杂呈现出“近强/远弱”的差异化msi调变趋势，并揭示其本质源于ge4 2ce3 → ge2 2ce4 还原过程；进一步结合负载pt团簇迁移动态过程分析，提出通过理性控制ge掺杂浓度阈值、巧妙构筑“深挖阱 高筑墙”双重稳定迁移能量来显著提高负载金属团簇稳定性的调控策略，并得到stem、co-drifts、原位xps等多方位实验验证，从理论和实验上充分证实了适量ge掺杂显著增强金属颗粒在苛刻条件下（800 °c h2气氛）的抗烧结热稳定性。